Conheça o LM380 (ART2241)

Você necessita de um amplificador de bom rendimento para um receptor de VHF, AM ou ondas curtas? Precisa de alguma coisa em torno de meio watt para um intercomunicador porteiro eletrônico ou espião? Precisa de algo muito simples para um amplificador de prova para sua bancada? A solução é o LM380 que pode lhe dar um amplificador completo com apenas dois componentes externos um capacitor e o controle de volume!

Focalizamos neste artigo um utilíssimo circuito integrado para todos os leitores que gostam de realizar experiências e montagens eletrônicas.- Trata-se do LM380 (National – Agora Texas Instruments) que consiste num amplificador de áudio completo de pequena potência, que necessita de um mínimo de componentes externos e opera numa ampla faixa de valores de tensão.

De fato, ele pode ser alimentado com tensões entre 9 e 22 V e sua potência de saída varia entre 0,8 e 4W com alto-falantes de 4 a 16 ohms.

Na figura 1 temos o aspecto deste integrado com a sua pinagem.

 

   Figura 1 – aspecto e pinagem
Figura 1 – aspecto e pinagem | Clique na imagem para ampliar |

 

 

Suas características são:

Faixa de tensões de alimentação (recomendada): 8 a 20 V

Impedância de entrada: 150 k ohms

Corrente quiescente: 7mA

Máxima distorção harmônica (18 V x 2 W): 0,2 %

Potência de saída: 0,8 a 4 W

Internamente, este integrado tem um circuito com 12 transistores, 2 diodos e 7 resistores, além de um capacitor de 10 pF.

Na figura 2 temos este circuito.

 

   Figura 2 – Circuito interno do LM380
Figura 2 – Circuito interno do LM380 | Clique na imagem para ampliar |

 

 

Para elaborar um amplificador completo em torno deste integrado precisamos de poucos componentes adicionais.

 

1. Amplificador básico

Para termos um amplificador básico com o mínimo de componentes podemos usar o circuito da figura 3.

 

Figura 3 – Amplificador básico
Figura 3 – Amplificador básico

 

O alto-falante pode ter impedâncias de 4 a 169 e, em função deste valor, assim como da tensão de alimentação, teremos potências de saída variando numa boa faixa de valores.

Estas potências podem ser melhor expressas pelos gráficos dados na figura 4, juntamente com a tabela de comportamento do amplificador.

 

Figura 4 – Comportamento do amplificador
Figura 4 – Comportamento do amplificador | Clique na imagem para ampliar |

 

 


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Observe que estes gráficos se referem também às potências que o componente precisa dissipar, o que significa valores que exigem um bom radiador de calor.

Se o amplificador, na sua versão mais simples, tender a oscilar, podemos evitar isso de duas maneiras: a mais simples consiste em se desacoplar o pino de alimentação (14) com a ligação, o mais próximo possível, de um capacitor cerâmico de 100 nF à terra.

Outra forma é mostrada na figura 5. Este circuito evita oscilações na faixa de 5 a 10 MHz que podem ocorrer no integrado.

 

Figura 5 – Circuito para evitar oscilações
Figura 5 – Circuito para evitar oscilações

 

 

2. Controle de volume

O controle de volume consiste num simples potenciômetro de 10 k ohms na entrada, conforme mostra a figura 6.

 

Figura 6 – Controle de volume
Figura 6 – Controle de volume

 

O potenciômetro deve ser logarítmico (Iog) e num rádio portátil, ou outra aplicação semelhante, pode incluir o interruptor geral para as pilhas.

Se tivermos uma fonte de sinal de alta impedância como, por exemplo, um fonocaptor cerâmico (cápsula de toca-discos) podemos mudar um pouco a configuração com um potenciômetro de 25 k ohms conforme mostra a figura 7 em a ou ainda um de 2M2 ou 2M5 conforme mostra a mesma figura em b.

 

Figura 7 – Colocando um controle de volume
Figura 7 – Colocando um controle de volume

 

 

Veja que a sensibilidade deste tipo de amplificador exige que os cabos de entrada de sinal sejam blindados com a malha ligada ao negativo da fonte.

 

3. Controle de tom

Num toca-discos ou outra aplicação que envolva a escuta de música é interessante dotar o circuito de um controle de tonalidade. Isso pode ser feito de maneira muito simples com um potenciômetro de 10 k ohms e um capacitor de 47 nF ou 0,05 nF.

Na figura 8 mostramos como isso pode ser feito.

 

   Figura 8 – Controle de tom
Figura 8 – Controle de tom | Clique na imagem para ampliar |

 

O leitor poderá facilmente experimentar estes circuitos na sua matriz de contatos.

Como fonte de alimentação use uma que forneça pelo menos 500 mA de máximo.

 

4. Ligação em ponte

A ligação em ponte é uma técnica muito usada para se conseguir mais potência de um amplificador sem modificar muitos elementos do circuito.

O que se faz é aplicar uma simples relação matemática válida para resistores e que também funciona com um alto-falante que opere com sinais de áudio.

Mantendo a resistência (impedância) fixa, se dobrarmos a tensão, a potência (tanto em calor como em áudio) é multiplicada pelo dobro duas vezes, ou seja, por 4.

Assim, com a utilização de dois amplificadores, mas ligados de modo que operem com fases diferentes, a tensão dos sinais no alto-falante dobra e com isso, obtemos 4 vezes mais potência do que seria conseguida com um único amplificador.

Na figura 9 temos a maneira de se fazer isso com o LM380.

 

   Figura 9 – ligação em ponte
Figura 9 – ligação em ponte | Clique na imagem para ampliar |

 

 

Veja que até mesmo o capacitor eletrolítico de acoplamento ao alto-falante desaparece nesta configuração.

Com uma alimentação de 20 V e alto-falante de 16 ohms conseguimos deste circuito uma potência de 7,5W de saída.

Veja que o sinal é aplicado ao mesmo tempo nos dois integrados, mas enquanto um o recebe na entrada não inversora, o outro o recebe na entrada inversora.

 

5. Outras aplicações

Os primeiros circuitos que mostramos são uma excelente sugestão para etapas de amplificação de receptores de AM, VHF e ondas curtas de configuração simples.

Dentre eles destacamos os VHFs publicados no site.

A única restrição que existe no caso é em relação à tensão de alimentação que deve ser no mínimo de 8 V.

Como a corrente consumida a plena potência é algo elevada, não se aconselha o uso de pequenas baterias que se gastariam rapidamente.

Na figura 10 temos um interessante intercomunicador que pode ser usado no escritório ou então como porteiro eletrônico de boa sensibilidade.

 

   Figura 10 - Intercomunicador
Figura 10 - Intercomunicador | Clique na imagem para ampliar |

 

 

O transformador usado pode ser aproveitado de um circuito de válvulas (saídas), ou então pode ser experimentado qualquer transformador de saída para transistores que tenha uma relação de espiras de 25:1.

A utilização de alto-falantes de 8 ou 16 ohms é recomendada em lugar dos tipos de 4 ohms, já que, num fio longo, para as baixas impedâncias as perdas são maiores.

O potenciômetro Rv faz o ajuste de volume e a alimentação pode vir de uma pequena fonte de 12 V com corrente de pelo menos 500 mA.

A chave falar/ouvir fica na estação central e deve ser do tipo “aperte para falar“ de 2 pólos x 2 posições.

 

6. Considerações finais

Para aplicações fixas, em que se dispõe de tensões na faixa de 8 a 22 V com correntes até 500 mA a utilização deste integrado é algo que merece ser estudado.

Com excelente rendimento e fidelidade ele se torna ideal para as aplicações em que se necessitam pequenas e médias potências para excitação de um alto-falante.

Lembramos que a impedância de 16 ohms pode ser conseguida com a simples ligação em série de dois alto-falantes de 8 ohms.

Em todas as aplicações o radiador de calor é indispensável podendo ser adquirido pronto ou mesmo “fabricado” em casa a partir de um pedaço de alumínio ou outro metal

Veja que ele fica em contato com os pinos 4, 5, 10 e 11.

Na figura 11 damos um exemplo de radiador de calor.

 

  Figura 11 – Radiador de calor
Figura 11 – Radiador de calor

 

 

Se este radiador puder ser soldado nestes terminais, teremos melhor transferência de calor do integrado para o ambiente.

Veja pelo diagrama equivalente que os pinos 3, 4, 5, e 10, 11, 12 são ligados à terra através do emissor do transistor Q9.

 

Referências:

Audio/Rádio Handbook - National Semiconductor - 1980 - Endereço: National Semiconductor Corp. - 2900 Semiconductor Drive Santa Clara CA 95051 - USA.

 

 


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